长沙理工大学
岩石力学试验报告
年级班号姓名同组姓名实验日期月日理论课教师：指导教师签字：批阅教师签字：
实验一
实验二
实验三
实验四
实验五
实验六
实验七
试验一、岩石单向抗压强度的测定
一、试验的目的：
测定岩石的单轴抗压强度Rc。当无侧限试样在纵向压力作用下出现压缩破坏时，单位面积上所承受的载荷称为岩石的单轴抗压强度，即试样破坏时的最大载荷与垂直于加载方向的截面积之比。
本次试验主要测定天然状态下试样的单轴抗压强度。
二、试样制备：
1、试料可用钻孔岩心或坑槽探中采取的岩块。在取料和试样制备过程中，不允许人为裂隙出现。
2、本次试验采用圆柱体作为标准试样，直径为5cm，允许变化范围为4.8～5.4cm，高度为10cm，允许变化范围为9.5～10.5cm。
3、对于非均质的粗粒结构岩石，或取样尺寸小于标准尺寸者，允许采用非标准试样，但高径之比宜为2.0～2.5。
4、制备试样时采用的冷却液，必须是洁净水，不许使用油液。
5、对于遇水崩解、溶解和干缩湿胀的岩石，应采用干法制样。
6、试样数量：每组须制备3个。
7、试样制备的精度。
(1)在试样整个高度上，直径误差不得超过0.3mm。
(2)两端面的不平行度，最大不超过0.05mm。
(3)端面应垂直于试样轴线，最大偏差不超过0.25。
三、试样描述：
试验前的描述，应包括如下内容：
1、岩石名称、颜色、结构、矿物成分、颗粒大小，风化程度，胶结物性质等特征。
2、节理裂隙的发育程度及其分布，并记述受载方向与层理、片理及节理裂隙之间的关系。
3、量测试样尺寸，检查试样加工精度，并记录试样加工过程中的缺陷。
试件压坏后，应描述其破坏方式。若发现异常现象，应对其进行描述和解释。
四、主要仪器设备：
1、钻石机、切石机、磨石机或其他制样设备。
2、测量平台、角尺、放大镜、游标卡尺。
3、压力机，应满足下列要求：
(1)压力机应能连续加载且没有冲击，并具有足够的吨位，使能在总吨位的10%—90%之间进行试验。
(2)压力机的承压板，必须具有足够的刚度，其中之一须具有球形座，板面须平整光滑。 (3)承压板的直径应不小于试样直径，且也不宜大于试样直径的两倍。如压力机承压板尺寸大于试样尺寸两部以上时，需在试样上下两端加辅助承压板。辅助承压板的刚度和平整度应满足压力机承压板的要求。
(4)压力机的校正与检验，应符合国家计量标准的规定。 五、试验程序：
1、根据所要求的试样状态准备试样。
2、将试样置于压力机承压板中心，调整有球形座的承压板，使试样均匀受载。
3、以每秒0.5～1.0MPa/s 的加载速度加荷，直到试样破坏为止，并记录最大破坏载荷及加荷过程中出现的现象。
4、描述试样的破坏形态，并记下有关情况。 六、成果整理和计算：
试件的抗压强度：
F
P R
式中：R ——试件抗压强度，MPa
P ——试件破坏载荷，N
F ——试件面积，mm
2
岩石单向抗压强度测定记录表格
七、回答问题
1、压力机上为何要配球型调节座？
2、影响试验结果的试验因素有哪些？(详细叙述)
试验二、岩石抗拉强度的测定（劈裂法）
一、试验的目的：
测定岩石的单轴抗拉强度。试样在纵向力作用下出现拉伸破坏时，单位面积上所承受的载荷称为岩石的单轴抗拉强度，即试样破坏时的最大载荷与垂直于加载方向的截面积之比。
劈裂法试验是测定岩石的单轴抗拉强度的方法之一。该法是在圆柱体试样的直径方向上，施加相对的线形荷载，使之沿试样直径方向破坏的试验。
本试验法可测得各种含水状态下试样的抗拉强度。
本次试验主要测天然状态下试样的抗拉强度。
二、试样制备：
1、本次试验采用圆柱体作为标准试样，直径为5cm，允许变化范围为4.8～5.4cm，试样的厚度宜为直径的0.5～1.0倍，并应大于岩石最大颗粒的10倍。
2、其他应与试验一的试样制备一致。
三、试样描述：
同试验一。
四、主要仪器设备：
同试验一。
五、试验程序：
1、根据所要求的试样状态准备试样。
2、通过试件直径的两端，沿轴线方向划两条相互平行的加载基线。将两根垫条沿加载基线固定在试件两端。
3、将试样置于压力机承压板中心，调整有球形座的承压板，使试样均匀受载，并使垫条与试件在同一加荷轴线上。
4、以每秒0.5～1.0MPa/s的加载速度加荷，直到试样破坏为止，并记录最大破坏载荷及加荷过程中出现的现象。
5、描述试样的破坏形状，并记下有关情况。
六、成果整理和计算：
试验记录填于下表：
抗拉强度测定记录表
按下式计算岩石的单轴抗拉强度(计算值取3位有效数据)：R t=(2P max)/(πDL)
式中：R t——岩石单轴抗拉强度，MPa；
P——最大破坏载荷，kN；
h——试件高度，mm；
D——试件厚度mm。
七、回答问题
1、为何劈裂法试验可测得岩石的单轴抗拉强度？
试验三、岩石的抗剪试验
一、试验的目的：
岩石的抗剪强度是岩石对剪切破坏的极限抵抗能力。本试验采用快速直剪试验测定岩石的抗剪强度。此试验一般可测定：a、混凝土与岩石胶结面的抗剪强度；b、岩石软弱结构面(包括夹泥和不夹泥的层面，节理裂缝面和断层带等)的抗剪强度；c、岩石本身的抗剪强度。试验时岩石的含水状态可根据需要采用天然含水状态、饱和状态或其它含水状态，本次试验测定天然含水状态下岩石的抗剪强度。
二、试样制备：
1、岩石直接试验试件的直径或边长应大于或等于5cm，试件高度应与直径或边长相等。
2、岩石结构面直剪试验试件的直径或边长不得小于5cm，试件高度与直径或边长相等。结构面应位于试件中部。
3、混凝土与岩石胶结面直剪试验试件应为方块体，其边长不宜小于15cm。胶结面应位于试件中部，岩石起伏差应为边长的1%～2%。混凝土骨粒的最大粒径不得大于边长的1/6。
4、每组试验试件的数量不应少于5个。
三、试样描述：
试件描述应包括下列内容：
1、岩石名称、颜色、矿物成分、结构、风化程度、胶结物性质等。
2、层理、片理、节理裂隙的发育程度及其与剪切方向的关系。
3、结构面的充填物性质、充填程度以及试件在采取和制备过程中受扰动的情况。
4、混凝土与岩石胶结面的试件，应测定岩石表面的起伏差，并绘制其沿剪切方向的高度变化曲线。混凝土的配合比，胶结质量及实测标号。
四、主要仪器设备：
1、试件制备设备。
2、试件测量设备如：游标卡尺及位移测表。
3、直剪试验仪。
五、试验程序：
1、试件安装：
(1)将度件置于金属剪切盒内，试件与剪切盒内壁之间的间隙以填料填实，使试件与剪切盒成为一个整体。预定剪切面应位于剪切缝中部。
(2)安装试件中，法向荷载和剪切荷载(或两者的合力)应通过预定剪切面的几何中心。
